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Biotechnologies du palmier dattier

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Frédérique Aberlenc-Bertossi

Partie 5. Lutte contre les maladies du palmier dattier

Développement de nouvelles stratégies de lutte contre le bayoud

La potentialisation des réactions de défense du palmier dattier au moyen de Stifénia

El Faïza Abouraïcha, Touria Bounnit, Christian Jay-Allemand, Marc Coumans, Christelle Martinez et Ismaïl El Hadrami

Texte intégral

1Cette contribution présente une brève description des stratégies de défense des plantes vis-à-vis des agresseurs, une mise au point sur la potentialisation de ces réactions de défense et sur les agents inducteurs avant de mettre en relief les principaux acquis chez le couple dattier-Foa (Fusarium oxysporum f. sp. albedinis).

Principales stratégies de défense des plantes contre les agents pathogènes

2En plus des barrières constitutives, les plantes ont su mettre en place des mécanismes complexes impliquant la reconnaissance et la réponse aux signaux émis suite à l’invasion des pathogènes. Cette reconnaissance déclenche des mécanismes de défense qui convergent généralement vers la réaction hypersensible (Mittler et al., 1996), le renforcement des parois cellulaires (Shmele et Kauss, 1990), la production des formes actives d’oxygène (Doke et al., 1996) et la synthèse des phytoalexines et des protéines PR (DurandTardif et Pelletier, 2003). Ces réponses sont souvent associées à une résistance systémique acquise (SAR) ou à une résistance systémique induite (ISR) (Métraux et al., 2002).

3Cependant, l’induction de la résistance systémique implique, dans la plupart des cas, le détournement du métabolisme de la plante vers la mise en place des réactions de défense “ très fortes ” et amplifiées par rapport à ce qui est réellement exigé en réponse à un premier contact avec un agent pathogène. Cet arsenal de défense développé, étant trop consommateur d’énergie, affecte inévitablement la croissance et la productivité de plusieurs plantes (Heil, 2002 ; Walters et Heil, 2007).

Le priming : une stratégie prometteuse de lutte contre les maladies des plantes

4La possession, par les végétaux, d’une éventuelle « mémoire immunologique », tout comme les animaux et les êtres humains, a amélioré considérablement l’efficacité de l’expression de la résistance aux attaques subséquentes (Conrath et al., 2002). En effet, les plantes possèdent la capacité à ne déclencher des réponses plus intenses et plus rapides qu’après la perception d’une attaque par un parasite (Conrath et al., 2006). Ce phénomène est connu sous différentes appellations à savoir le priming, la mise en alerte/veille ou encore la potentialisation des réactions de défense chez les plantes.

Quels sont les agents inducteurs du priming ?

5Le phénomène du priming a été démontré chez différentes espèces de plantes dans le cadre de la résistance contre les pathogènes (la SAR et l´ISR) (Ton et al., 2006 ; Akram, 2008). Il peut être déclenché via l’application exogène de plusieurs produits tels que l’acide salicylique (Mur et al., 1996) et son analogue synthétique l’acide 2,6 dichloroisonicotinique (INA) (Kogel et al., 1994), l’acide ß-aminobutyrique (BABA) (Zimmerli et al., 2000) et le benzothiadiazole (BTH) (Kohler et al., 2002).

6Les composés organiques volatils (VOCs), émis par les plantes suite à leurs blessures ou à leurs attaques par des insectes herbivores, peuvent également conduire à l’état potentialisé chez les plantes adjacentes (Kessler et al., 2006). De même, les associations des végétaux avec quelques micro-organismes non pathogènes dans le sol se sont révélées potentialisatrices des réactions de défense. C’est le cas notamment d’une souche de Pseudomonas fluorescens et de quelques champignons endo et ectomycorhiziens (Leeman et al., 1995).

7L’application de ces agents inducteurs du priming conduit à une accumulation des protéines signal dans les cellules potentialisées. Dès que la plante est exposée à une attaque par un pathogène, la reconnaissance d’un second signal “ hyperactive ” ces protéines pour une transduction amplifiée de ce dernier conduisant à des réponses plus rapides et plus intenses (Conrath et al., 2006).

Avantages du phénomène du priming

8Le phénomène du priming présente un énorme avantage en termes de coûts énergétiques pour la plante, puisque les réponses de défense ne sont exprimées que lorsqu’elles sont réellement exigées, en cas d’attaque par le pathogène (Van Hulten et al., 2006).

9Outre leurs rôles protecteurs des plantes vis-à-vis des stress biotique et abiotique, les agents inducteurs de priming se sont révélé également stimulateurs de la croissance et du développement des plantes mises en état d’alerte.

10Au regard de ces avantages, plusieurs cultures ont été protégées grâce au priming, ce qui a réduit considérablement l’impact des maladies sur les cultures d’importance économique. C’est le cas notamment des cultures de blé, de riz et de maïs qui ont été protégées respectivement contre Septoria spp, Rhizoctonia solani et Fusarium oxysporum f. sp. melonis (Beckers et Conrath, 2007).

Application du priming au couple palmier dattier-Foa, agent causal de la maladie du bayoud

11La potentialisation des réactions de défense du palmier dattier contre sa fusariose vasculaire, causée par Fusarium oxysporum f. sp. albedinis (Foa), constitue un axe de recherche principal au sein de notre équipe de recherche.

12L’état potentialisé des jeunes plants du dattier a été obtenu via l’utilisation des agents d’origines diverses tels que (i) des microorganismes non pathogènes à savoir un isolat non agressif du Foa (AHD) (El Hassni et al., 2004a), des bactéries antagonistes vis-à-vis du Foa (El Hassni et al., 2007), des champignons endomycorhiziens (Jaiti et al., 2008), un produit naturel dénommé le chitosane (El Hassni et al., 2004b) et une molécule signal, l’acide jasmonique (Jaiti et al., 2004).

13Par ailleurs, la découverte des potentialités élicitrices des produits naturels à base de plantes contribuera davantage au développement de nouvelles stratégies de biocontrôle qui pourraient être envisagées pour solutionner, pour le moins en partie, le problème du bayoud.

Potentialisation des réactions de défense du palmier dattier au moyen de Stifénia

14Le produit Stifénia (Samabiol, Port-la-Nouvelle, France) est une poudre élaborée à partir des graines de fenugrec (Trigonella foenumgraecum L.), légumineuse originaire des pays Méditerranéens. Ce nouveau produit naturel permet la protection des plantes contre certains agents pathogènes par le phénomène de potentialisation des réactions de défense (Siddi et al., 2004 ; Martinez et Loison, 2006). Ce produit a été ici testé pour la première fois chez le pathosystème palmier dattier-Foa, agent causal de la maladie du bayoud.

15Les résultats obtenus montrent que le prétraitement des plants de dattier pendant 60 jours par le produit Stifénia, apporté en poudre ou en solution, ne se traduit par aucun effet dépressif visuel sur leur croissance et leur développement. L’apport du produit sous forme de poudre conduit, après 60 jours de prétraitement, à une accumulation massive des isomères de position de l’acide caféoylshikimique accompagnée de la néosynthèse d’un dérivé de l’acide sinapique connu comme une phytoalexine caractéristique de la racine du dattier (El Hadrami et al., 1997). Par ailleurs, le prétraitement des plantes par le produit Stifénia n’a pas induit systématiquement l’activation des peroxydases ni celle des polyphénoloxydases, deux enzymes fortement impliquées dans la résistance des plantes au bayoud (El Hassni et al., 2005 ; Baaziz et al., 2006).

16Le produit Stifénia, ici testé pour son rôle potentialisateur des réactions de défense chez le pathosystème dattier-Foa, a également joué le rôle d’un éliciteur direct en induisant des réponses de défense bien avant la perception de l’agent pathogène.

17La dualité des rôles de plusieurs agents « potentialisateurs » et particulièrement le produit Stifénia serait le résultat d’une étroite relation qui lie le phénomène de potentialisation des réactions de défense chez les plantes à celui de la résistance induite incluant notamment la résistance systémique acquise et la résistance systémique induite (Thulke et Conrath, 1998 ; Conrath et al., 2001).

18L’inoculation des racines du dattier par Foa stimule rapidement les activités peroxydasiques chez les plantes prétraitées par la solution de Stifénia pour atteindre des valeurs quatre fois plus importantes que celles relevées chez les plantes prétraitées par le produit seul. Ces réponses de défense traduisent, sous peu, une potentialisation et une mise en veille des jeunes plants du dattier.

19Parallèlement au traitement des plants par le produit Stifénia, d’autres essais ont été également conduits sur l’agresseur, le Foa. Compte tenu de la richesse de cette poudre naturelle en composés phénoliques et tout particulièrement en flavonoïdes, l’agent causal de la maladie du bayoud devrait être inhibé en présence de fortes concentrations de Stifénia. Paradoxalement, le produit Stifénia (20 g/l) a remarquablement stimulé sa croissance et sa conidiogenèse en conditions in vitro. En effet, la richesse des graines de fenugrec en polysaccharides et en protéines pourrait expliquer le développement spectaculaire de ce champignon phytopathogène (Jürgen et Haubner, 1991 ; Brummer et al., 2003).

20Intéressant, l’extrait phénolique contenu dans les 20 g/l du produit a réduit de 68 % la conidiogenèse et de 43 % la croissance mycélienne du Foa.

21Les résultats ici obtenus mettent en exergue l’effet paradoxal du produit Stifénia concernant son utilisation en tant qu’agent potentialisateur des réactions de défense du palmier dattier contre la maladie du bayoud.

22D’autres essais sont en cours afin de mieux élucider les mécanismes de potentialisation des réactions de défense du palmier dattier et de diminuer ainsi de l’impact de la maladie du bayoud dans les palmeraies infestées.

Bibliographie

Bibliographie

Akram A., 2008 – Elicitation de la résistance systémique induite chez la tomate et le concombre et activation de la voie de la lipoxygénase par des rhizobactéries non-pathogènes. Thèse de Doctorat. Université de Liège, Belgique, 165 p.

Baaziz M., Qacif N., Bendiab K., Aouad A., 2006 – « Les peroxydases des plantes. Aspects théoriques et Applications pratiques ». Congrès International de Biochimie, Agadir. 17-21.

Beckers G., Conrath U., 2007 – Priming for stress resistance: from the lab to the field. Current Opinion in Plant Biol., 10 : 425-431.

Brummer Y., Cui W., Wang Q., 2003 – Extraction, purification and physicochemical characterization of fenugreek gum. Food Hyd., 17 : 229-236.

Conrath U., Thulke O., Katz V., Schwindling S., Kohler A., 2001 – Priming as a mechanism in induced systemic resistance of plants. European Journal of Plant Pathology, 107 : 113-119.

Conrath U., Beckers G. J. M., Flors V., Garcia-Agustin P., Jakab G., Mauch F., Newman M. A., Pieterse C. M. J., Poinssot B., Pozo M. J., Pugin A., Schaffrath U., Ton J., Wendehenne D., Zimmerli L., Mauch-Mani B., 2006 – Priming : getting ready for battle. Mol. Plant Microbe., 19 : 1062-1071.

Conrath U., Pieterse M. J., Mauch-Mani B., 2002 – Priming in plant–pathogen interactions. Trends in Plant Science, 7 : 210-216.

Doke N., Miura Y., Sanchez L. M., Park H. J., Noritake T., Yoshioka H., Kawakita K., 1996 – The oxidative burst protects plants against pathogen attack: mechanism and role as an emergency signal for plant bio-defence. Gene., 179 : 45-51.

Durand-Tardif M., Pelletier G., 2003 – « Apport de la biologie moléculaire et cellulaire et de la génétique à la protection des plantes ». C.R. Biologies, 326 : 23-35.

El Hadrami I., Ramos, T., El Bellaj, M., El Idrissi-Tourane, A., Macheix J. J., 1997 – A sinapic derivative as induced defense compound of date palm against Fusarium oxysporum f. sp. albedinis, the agent causing Bayoud disease. J. Phytopathol., 145 : 329-333.

El Hassni M., J’aiti F., Dihazi A., Ait Barka E., Daayf F., El Hadrami I., 2004a – Enhancement of defense responses against Bayoud disease by treatment of date palm seedlings with an hypoaggressive Fusarium oxysporum isolate. J. Phytopathol., 152 : 182-189.

El Hassni M., El Hadrami A., Daayf F., Ait Barka E., El Hadrami I., 2004b – Chitosan, antifungal product against Fusarium oxysporum f. sp. albedinis and elicitor of defence reactions in date palm roots. Phytopathol. Mediterrranea, 43 : 195-204.

El Hassni M., El Hadrami A., Daayf F., Chérif M., Ait Barka E., El Hadrami I., 2007 – Biological control of bayoud disease in date palm: Selection of microorganisms inhibiting the causal agent and inducing defense reactions. Environmental and Experimental Botany, 59 : 224-234.

El Hassni M., Verdeil J. L., El Hadrami I., 2005 – An hypoagressive Fusarium oxysporum isolate induces polyphenoloxidases activity in the date palm seedlings allowing their protection against the bayoud disease. Plant pathology Journal, 4 : 96-102.

Heil M., 2002 – Ecological costs of induced resistance. Current Opinion in Plant Biology, 5 : 345-350.

Jaiti F., Dihazi A., El Hadrami A., El Hassni M., El Hadrami I., 2004 – Effect of exogenous application of jasmonic acid on date palm defense reaction against Fusarium oxysporum f. sp. albedinis. Phytopathol. Mediterranea, 43 : 325-331.

Jaiti F., Meddich A., El Hadrami I., 2008 – Effectiveness of arbuscular mycorrhizal fungi in the protection of date palm (Phœnix dactylifera L.) against bayoud disease. Physiol. Mol. Plant Pathol., 71 : 166-173.

Jürgen K.P.W., Haubner K., 1991 – Inhibitors of human and bovine trypsin and chymotrypsin in fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) seeds. ZLebensm Unters Forsch, 193 : 242-246.

Katz V.A., Thulke O. U., Conrath U., 1998 – A benzothiadiazole primes parsley cells for augmented elicitation of defense responses. Plant Physiol., 117 : 1333-1339.

Kessler A., Halitschke R., Diezel C., Baldwin I. T., 2006 – Priming of plant defense responses in nature by airborne signaling between Artemisia tridentata and Nicotiana attenuata. Oecologia, 148 : 280-292.

Kogel K. H., Beckove U., Dreschers J., Munch S., Romme Y., 1994 – Acquired resistance in Barley (the resistance mechanism induced by 2,6-dichloroisonicotinic acid is a phenocopy of a genetically based mechanism governing race-specific powdery mildew resistance). Plant physiol., 106 : 1269-1277.

Kohler A., Schwindling S., Conrath U., 2002 – Benzothiadiazole-induced priming for potentiated responses to pathogen infection, wounding, and infiltration of water into leaves requires the NPR1/NIM1 gene in Arabidopsis. Plant Physiol., 128 : 1046-1056.

Leeman M., Pelt V., Hendrickx M. J., Scheffer R. J. Bakker P., Schippers B., 1995 – Biocontrol of Fusarium wilt of radish in commercial greenhouse trials by seed treatment with Pseudomonas fluorescens WCS374. Phytopath., 85: 1301-1305.

Martinez C., Loison M., 2006 – Stifénia, un exemple concret. La potentialisation des défenses naturelles de la vigne. Phytoma, 598 : 42-45.

Métraux J. P., Nawrath C., Genoud T., 2002 – Systemic acquired resistance. Euphytica, 124 : 237-243.

Mittler, R., Lam E., 1996 – Sacrifice in the face of foes: pathogeninduced programmed cell death in plants. Trends Microbiol., 4 : 10-15.

Mur L., Naylor G., Warner S., Sugars J., White R., Draper J., 1996 – Salicylic acid potentiates defense gene expression in tissue exhibiting acquired resistance to pathogen attack. Plant J., 9 : 559-571.

Schmele I., Kauss H., 1990 – Enhanced activity of the plasma membrane localized callose synthase in cucumber leaves with induced resistance. Physiol. Mol. Plant. Pathol., 37 : 221–228.

Siddi C., Lestienne I., Meytraud F., Marmet P., Baccou J. C., Nicole M., Martinez C., 2004 – « Un nouvel éliciteur FE56 potentialise les mécanismes de défense chez plusieurs plantes/agents pathogènes ». Les 2e Rencontres du végétal, novembre 2004, Angers, France.

Thulke O. U., Conrath U., 1998 – Salicylic acid has a dual role in the activation of defense-related genes in parsley. Plant J., 14 : 35-42.

Ton J., d’Allessandro M., Jourdie V., Jakab G., Karlen D., Held M., Mauch-Mani B., Turlings T. C. J., 2006 – Priming by airborne signals boosts direct and indirect resistance in maize. Plant J., 49 : 16-26.

Van Hulten M., Pelser M., Van Loon L. C., Pieterse C. M. J., Ton J., 2006 – « Costs and benefits of priming of defense in Arabidopsis ». Proceedings of the national academy of sciences of the united states of America, 103 : 5602-5607.

Walters D., Heil M., 2007 – Costs and trade-offs associated with induced resistance. Physiol. Mol. Plant Pathol., 71 : 3-17.

Zimmerli L., Jakab G., Métraux J.-P. et Mauch-Mani B., 2000 – Potentiation of pathogenspecific defense mechanisms in Arabidopsis by aminobutyric acid. Proc. Natl. Acad. Sci., 97 : 12920-12925.

Auteurs

Biotechnologiste
Faculté des Sciences Semlalia Marrakech
BP 2390, 40000 Marrakech, Maroc
abouraichaelfaiza@yahoo.fr

Biotechnologiste et physiologiste végétal
Faculté des Sciences Semlalia
BP 2390, 40000 Marrakech, Maroc

Biotechnologiste et physiologiste végétal
Université Montpellier-II
Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier, France,
Christian.Jay-Allemand@univ-montp2.fr

Biotechnologiste et physiologiste végétal
Cirad, UMR DAP
Avenue Agropolis, TA 03/96, 34398 Montpellier cedex 5, France

Biotechnologiste et physiologiste végétal
Université Montpellier-II
Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier, France

Biotechnologiste et physiologiste végétal
Faculté des sciences Semlalia
BP 2390, 40000, Marrakech, Maroc
hadrami@ucam.ac.ma

© IRD Éditions, 2010

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